미생물로 폐리튬이온전지 재활용의 새로운 가능성 발견

국립창원대학교 스마트그린공학부 화학공학전공 정해성 교수 연구팀이 미생물 Shewanella putrefaciens의 혐기성 호흡을 통한 폐리튬이온전지 양극재의 환원적 용해에 관한 연구 결과를 발표했습니다. 이번 연구는 환경과학 분야의 최고 권위지인 'Environmental Science & Technology'에 게재되었으며, 지속 가능한 폐리튬이온전지 재활용 방법을 밝혀냈다는 점에서 큰 주목을 받고 있습니다. 정해성 교수 연구팀은 미생물의 호흡 과정을 활용하여 폐리튬이온전지의 양극재를 친환경적으로 분해할 수 있는 방법을 발견했습니다. 연구는 기존의 금속 추출 과정의 에너지 소모와 환경 오염을 해결하기 위한 대안으로, Shewanella putrefaciens가 삼원계 NCM622 폐양극재를 이용해 리튬, 니켈, 코발트, 망간을 이온 상태로 추출할 수 있음을 최초로 규명했습니다. 이 과정에서 미생물이 금속으로 전자를 전달하여 환원이 일어남을 밝혔습니다. 연구진은 실험을 통해 미생물을 배양하고, 삼원계 NCM622 양극재와의 접촉이 금속 용해에 미치는 영향을 분석했습니다. 미생물이 환경 조건 하에서 양극재와 접촉할 때 점진적으로 용해되는 현상을 관찰했으며, 금속 환원 메커니즘을 통한 용해 촉진 과정을 제시했습니다. 이는 환경 오염을 줄이고 자원을 회수할 수 있는 잠재적인 기술로 평가받고 있습니다. 해당 연구는 전기차 폐리튬이온전지의 재활용과 관련하여 큰 의미를 지닙니다. 자연환경에서 미생물에 의해 폐양극재가 분해되면서 중금속 오염이 발생할 수 있는 가능성을 처음으로 정량적으로 나타냈습니다. 이 연구는 지속 가능한 에너지 자원 회수 방법 개발과 환경 오염 예측 모델에도 큰 기여를 할 것으로 예상됩니다. 국립창원대학교 정해성 교수는 이번 연구 결과가 폐리튬이온전지 양극재의 친환경적인 분해 가능성을 세계 최초로 규명한 것이라고 강조했습니다. 연구는 다양한 기관들과의 협력을 통해 이루어졌으며, 과학기술정보통신부의 지원을 받아 수행되었습니다. 향후 이 기술을 바탕으로 지속 가능한 에너지 자원 회수와 환경 보호에 기여할 것으로 기대됩니다.